Enzyme als wichtige Biokatalysatoren
Damit unser Körper funktioniert, laufen in jeder Zelle ununterbrochen chemische Reaktionen ab. Diese Reaktionen sind wichtiger Bestandteil von diversen Prozessen wie Aufbau- oder Abbauprozesse und sind Teil unseres Stoffwechsels. Damit diese Prozesse in einer angemessenen Geschwindigkeit ablaufen können, benötigt unser Körper Enzyme. Denn Enzyme fungieren als Biokatalysatoren und beschleunigen als solche chemische Reaktionen.
Inhaltsverzeichnis
Enzyme – Aufbau und Funktion
Enzyme sind laut Definition Biokatalysatoren, die chemische Prozesse beschleunigen und somit ausschlaggebend für den Stoffwechsel des Körpers sind. Zur Enzymfunktion zählt also unter anderem die beschleunigte Bildung und Aufspaltung von wichtigen Substanzen. Interessant ist, dass die chemischen Reaktionen prinzipiell auch ohne die jeweiligen Enzyme ablaufen können, diese aber viel langsamer erfolgen oder eine höhere Temperatur benötigen würden. Erstmals geprägt wurde der Begriff „Enzym“ 1878 vom deutschen Physiologen Wilhelm Friedrich Kühne, der damit den für die Gärprozesse verantwortlichen Stoff in der Hefe bezeichnete.
Enzyme sind in der Regel Proteine, also komplexe Eiweißmoleküle. Sieht man sich ihren genauen Aufbau an, erkennt man, dass sie aus Aminosäuren aufgebaut sind. Wesentliche Eigenschaften von Enzymen sind ihre Substrat- und Wirkspezifität. Darunter versteht man, dass ein Enzym nur mit bestimmten Substraten (Molekülen) interagiert (= substratspezifisch) und nur eine bestimmte Reaktion, zum Beispiel das Abspalten einer chemischen Gruppe des Moleküls, ausführt (=wirkungsspezifisch).
Enzyme interagieren mit ihren Substraten nach einem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Damit ein Substrat in ein Reaktionsprodukt umgewandelt werden kann, muss es zunächst in einen reaktionsfähigen Übergangszustand überführt werden. Dazu ist eine bestimmte Aktivierungsenergie erforderlich. Die spezifische Bindung zwischen Enzym und Substrat wird auch als Enzym-Substrat-Komplex bezeichnet und führt zu einer Verringerung dieser Aktivierungsenergie. Das Substrat wird dabei im aktiven Zentrum, oft eine Vertiefung oder Einstülpung der Enzymoberfläche, gebunden. Diese Verbindung führt zu einem neuen Reaktionsweg, der eine niedrigere Aktivierungsenergie aufweist als der Weg der nicht-katalysierten Reaktion ohne Enzym. Durch die Interaktion von Enzymen mit ihren Substraten wird also eine höhere Reaktionsgeschwindigkeit erreicht, wodurch der biochemische Prozess beschleunigt wird. Enzyme ermöglichen es also, dass bestimmte Stoffe schneller umgesetzt werden können und somit für den Körper rascher verfügbar sind.
Insgesamt sind Enzyme für zahlreiche Prozesse im Körper von entscheidender Bedeutung, da sie die chemischen Reaktionen im Körper regulieren und beschleunigen, ohne dabei selbst verbraucht oder verändert zu werden.
Für viele biochemische Reaktionen benötigen Enzyme auch sogenannte Cofaktoren. Zu den Cofaktoren zählen anorganische Ionen, aber auch nicht-proteinartige organische Moleküle, die als Coenzyme bekannt sind. Zu den Cofaktoren zählen zum Beispiel Vitamine und Spurenelemente. Den Komplex aus Enzym und Cofaktor nennt man auch Holoenzym. Neben den Enzymproteinen gibt es auch RNA-Enzyme, sogenannte Ribozyme. Das sind Moleküle, die aus RNA bestehen und im Stoffwechsel der Nukleinsäuren und Proteine als Biokatalysatoren wirken. Ihre katalytische Wirkung ist zwar auf wenige Reaktionen beschränkt aber für den Zellstoffwechsel unverzichtbar.
Enzyme und Pflanzenstoffe im Körper
Enzyme erfüllen im Stoffwechsel aller lebenden Organismen wichtige Aufgaben und sind nahezu an jeder biochemischen Körperreaktion beteiligt. Beim Menschen sind weit über 2.000 verschiedene Enzyme bekannt, die als kleine Helfer den gesamten Stoffwechsel und viele Organfunktionen steuern. Damit sie erfolgreich arbeiten können, müssen auch die Umgebungsfaktoren passen. So haben Enzyme sowohl ein Temperaturoptimum als auch ein pH-Optimum unter denen ihre katalysierten Reaktionen am besten ablaufen. Steigt die Temperatur zum Beispiel bei Fieber stark an, kommt es zur Denaturierung bestimmter Proteine, also zur Auflösung der Struktur, wodurch Proteine, wie Enzyme, zerstört werden. Daher ist auch für den Menschen länger anhaltendes Fieber ab 40 – 42°C nicht zu unterschätzen. Das pH-Optimum liegt meist zwischen einem pH-Wert von 4 bis 9. Ausnahmen können ihr Optimum aber auch außerhalb dieses Bereiches haben, so etwa Verdauungsenzyme wie das Pepsin (pH-Optimum zwischen 1,5 – 3).
Zu den Aufgaben von Enzymen gehören unter anderem:
- Regelung der Verdauung bzw. Aufspaltung der aufgenommenen Nahrung sowie Förderung der Entgiftung toxischer Stoffe
- Steuerung des (Energie)Stoffwechsels und der Hormonproduktion sowie Förderung des gesunden Zellwachstums
- Mitwirkung in der Immunabwehr und Regulierung des Immunsystems z.B. Bekämpfung von viralen und bakteriellen Infektionen durch Neutralisierung entzündlicher Mediatoren (z.B. Kinin, Prostaglandin)
- Flüssighalten des Bluts und Hemmen der Ansammlung von Blutplättchen (u.a. Thrombozyten) sowie Unterstützung der Flexibilität der roten Blutzellen
Daneben können Enzyme auch bei Verletzungen und Entzündungen unterstützen, indem sie den körpereigenen Heilungsprozess fördern. Dabei wirken spezifische Enzyme vor allem im Immunsystem:
- Enzyme helfen gegen Entzündungen: Sie unterstützen dabei ein Gleichgewicht zwischen den pro- und anti-entzündlichen Botenstoffen im Zuge einer Immunreaktion wiederherzustellen.
- Enzyme verringern Ödeme: Durch das Wiederherstellen des Gleichgewichts der Entzündungsbotenstoffe verringern sie so Entzündungen und Schwellungen. Dadurch werden Schmerzen gelindert.
- Enzyme zur Unterstützung der Wundheilung: Durch ihre regulierende Wirkung auf Entzündungsbotenstoffe wird der heilsame Entzündungsvorgang und somit die Heilung beschleunigt. Die Beschleunigung der (Wund)Heilung führt auch zur Verringerung der Narbenbildung.
Zu den Enzymen, die das Immunsystem unterstützen können, zählen Bromelain, Papain, sowie Trypsin. Aber auch sekundäre Pflanzenstoffe wie das Rutosid können positive Effekte auf den Körper haben:
Bromelain
Bromelain (auch Bromelin) wird aus der Ananaspflanze gewonnen. Das Enzym ist ein Allrounder, der entzündungshemmende und abschwellende Eigenschaften hat und ein idealer Helfer bei Schmerzen aufgrund von Verletzungen, Schwellungen, Gelenkerkrankungen oder nach Operationen ist. Im Zuge der systemischen Enzymtherapie kommt Bromelain bei Entzündungen zum Einsatz.
Papain
Das proteolytische Enzym Papain findet sich hauptsächlich in der Schale und den Kernen von Papayas. Papain ist besonders bekannt für seine Unterstützung des Verdauungssystems. Daneben wird es auch für seine antibakteriellen Eigenschaften geschätzt. Angewendet wird es zur Reduktion von Entzündungen, Schwellungen und Infektionen, sowie als Enzym zur Wundheilung.
Trypsin
Trypsin ist ein wichtiges Enzym in unserem Verdauungssystem, das größere Eiweiß-Verbindungen in kleinere Bausteine spaltet. Es wird von der Bauchspeicheldrüse produziert. Eingesetzt wird Trypsin als Enzym gegen Entzündungen sowie aufgrund seiner durchblutungsfördernden Eigenschaften.
Rutosid
Rutosid ist ein sekundärer Pflanzenstoff. Als Flavonoid wird er als UV-Schutz von Pflanzen produziert und ist in verschiedenen Gewächsen enthalten. Gewonnen aus dem japanischen Pagodenbaum zeigt Rutosid antioxidative Eigenschaften. Es entfaltet eine gefäßabdichtende Wirkung und hemmt so die Entstehung von Ödemen. Daher wird es als Mittel gegen oberflächliche Venenentzündungen eingesetzt und fördert die Durchblutung.
Was ist ein Enzymmangel?
Enzyme spielen also für den Metabolismus (Stoffwechsel) eine wichtige Rolle. Bei einem Enzymmangel können daher bestimmte chemische Prozesse beeinträchtigt sein, die sich auch in körperlichen Symptomen zeigen können.
Ein bekanntes Beispiel ist etwa die Laktose-Intoleranz. Zurückzuführen ist diese Intoleranz auf den Mangel beziehungsweise den Aktivitätsverlust des Verdauungsenzyms Laktase. Die Laktase spielt eine wesentliche Rolle in der Aufspaltung der Laktose (Milchzucker) in die Zuckerbestandteile Glucose und Galactose. Denn nur als einzelne Bausteine können sie durch die Darmschleimhaut in den Körper aufgenommen werden. Besteht nun ein Mangel an Laktase, kann der Milchzucker nicht mehr effizient genug aufgespalten werden und verbleibt im Darm. Ein übermäßiger Verzehr von laktosereichen Nahrungsmitteln führt dann zu unterschiedlich starken Beschwerden, wie Bauchschmerzen, Blähungen oder Durchfall.
Enzymmängel können aus verschiedenen Gründen auftreten. Der Mangel an Lactase ist entwicklungsgenetisch bedingt. Das bedeutet, dass es ein natürlicher Prozess im Laufe der Kindesentwicklung ist. Auch im Laufe des natürlichen Alterungsprozesses kommt es zu einem Abfall der Enzymproduktion und der Enzymaktivität im Körper. Daneben können aber auch Krankheiten einen Enzymmangel verursachen.
Durch einen Enzymmangel ausgelöste Stoffwechselkrankheiten und deren Behandlung müssen auf jeden Fall mit einem Arzt abgeklärt werden.
Enzymmangel kann das Leben einschränken
Ein Enzymmangel kann jeden betreffen und auch nur zeitweise im Laufe eines Lebens auftreten. Doch was bedeutet ein Enzymmangel für den Einzelnen? Das hängt ganz von den betroffenen Enzymen ab, die nicht mehr ausreichend produziert werden, beziehungsweise deren Aktivität gesenkt ist. Abhängig davon ist auch welche Beschwerden man hat.
Generell kann sich ein Enzymmangel durch verschiedenste Symptome manifestieren, die entweder einzeln oder in Kombination auftreten können. Beispiele sind:
- Verdauungsprobleme wie Blähungen, Völlegefühl, Durchfall oder Verstopfung
- Migräne, Hautveränderungen, Juckreiz, Asthmaanfälle, Depressionen, Müdigkeit, Hyperaktivität
- • Langanhaltende Entzündungen, wie Venenentzündungen, Prostataentzündungen oder Blasenentzündungen sowie langanhaltende Schwellungen und Verletzungen (Zerrungen, Überlastungsschäden, Verstauchungen, Prellungen oder Sportverletzungen), die mit Schmerzen und Beeinträchtigungen im Alltag einhergehen können und oft nicht richtig ausheilen
- Infektanfälligkeit durch ein geschwächtes Immunsystem (z.B. Leukozytenmangel)
Je nach Ursache des Mangels und welches Enzym davon betroffen ist, kann eine ergänzende Zufuhr von außen Sinn machen. Diese Zufuhr ist auch als systemische Enzymtherapie bekannt.
Die systemische Enzymtherapie
Spezielle Enzyme und Enzymkombinationen können aus dem Darm in den Körper aufgenommen werden und so auch eine systemische, also über den Blutkreislauf im ganzen Körper vorhandene, Wirkung erzielen. Diese Art der Anwendung ist auch unter dem Begriff systemische Enzymtherapie bekannt. Hier erfahren Sie mehr über den genauen Wirkmechanismus und die Anwendungsgebiete der systemischen Enzymtherapie.
